粉碎技术基本理论粉碎技术 (15).ppt

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1、雾化法制化法制备粉体粉体雾雾化化法制备粉体法制备粉体雾雾化法属化法属于物理制于物理制粉法，粉法，是直接击碎液体金属或合金而制得粉末的方法。是直接击碎液体金属或合金而制得粉末的方法。应用较广泛应用较广泛，主要用于生产金属粉体，生，主要用于生产金属粉体，生产规模仅次于还原法。产规模仅次于还原法。可可以以制制取取铅铅、锡锡、铝铝、锌锌、铜铜、镍镍、铁铁等等金金属属粉粉末末，也也可可制制取取黄黄铜铜、青青铜铜、合合金金钢钢、高高速速钢钢、不不锈锈钢钢等等预预合合金金粉粉末末。制制造造过过滤滤器器用用青青铜铜、不不锈锈钢、镍的球形粉末目前几乎全是采用雾化法生产。钢、镍的球形粉末目前几乎全是采用雾化法生产

2、。雾化法包括：雾化法包括：&二流雾化法二流雾化法，分，分气体雾化气体雾化和水雾化和水雾化.&离离心心雾雾化化法法，分分旋旋转转圆圆盘盘雾雾化化、旋旋转转 电电极极雾雾化化、旋旋转转坩坩埚埚雾化等雾化等.&其他雾化法其他雾化法，如超声波雾化，转辊雾化等。，如超声波雾化，转辊雾化等。一、二一、二流雾化法流雾化法1、雾化原理、雾化原理 二流雾化法是用二流雾化法是用高速气流高速气流或或高压水高压水击碎金属液流。击碎金属液流。雾雾化化法法只只要要克克服服液液体体金金属属原原子子间间的的键键合合力力就就能能使使之之分分散散成成粉末，雾化过程所需消耗的外力比机械粉碎法小得多粉末，雾化过程所需消耗的外力比机械

3、粉碎法小得多.从从能能量量消消耗耗这这一一点点来来说说，雾雾化化法法是是一一种种简简便便、经经济济的的粉粉末末生产方法生产方法.1）平行喷射平行喷射 气流与金属液气流与金属液流平行流平行2）垂直喷射）垂直喷射 气流或水流与金属液气流或水流与金属液流互成垂直方向，这样喷制的粉末流互成垂直方向，这样喷制的粉末较粗，常用来制锌、铝粉较粗，常用来制锌、铝粉2、雾化方式：、雾化方式：3)互成角度的喷射互成角度的喷射气气流或水流与金属液流成以下几种形式流或水流与金属液流成以下几种形式3、影响雾化粉末性能的因素影响雾化粉末性能的因素(1)雾化介质雾化介质A.雾化介质类别雾化介质类别:气体气体 空气空气 和和

4、惰性气体惰性气体（N2，Ar)液体液体主要用主要用水水。不同的雾化介质不同的雾化介质对雾化份末的化学对雾化份末的化学成分、颗粒形状，成分、颗粒形状，结构有很大影响结构有很大影响B.雾化介质的选择雾化介质的选择 空空气气作作雾雾化化化化介介质质：在在雾雾化化过过程程中中氧氧化化不不严严重重或或雾雾化化后后经经还还原原处处理理可可脱脱氧的金属如铜、铁和碳钢等氧的金属如铜、铁和碳钢等采用惰性气体雾化：采用惰性气体雾化：可以减少金属液的氧化和气体溶解，防止粉末氧化。可以减少金属液的氧化和气体溶解，防止粉末氧化。用于喷制铬粉以及含元素的合金钢粉或镍基、钴基超合金用于喷制铬粉以及含元素的合金钢粉或镍基、钴

5、基超合金 Cr、Mn、Si、V、Ti、Zr等活性金属。等活性金属。C.用水作雾化介质的特点用水作雾化介质的特点(1)水水的的热热容容比比气气体体大大得得多多，对对金金属属液液滴滴的的冷冷却却能能力力强强。因因此此，用用水水作作雾雾化化介介质质时时，粉粉末末多多为为不不规规则则形形状状，同同时时，随随着着雾雾化化压压力力的的提提高高，不不规规则则形形状状的的颗粒愈多，颗粒的晶粒结构愈细。颗粒愈多，颗粒的晶粒结构愈细。(2)由由于于金金属属液液滴滴冷冷却却速速度度快快，粉粉末末表表面面氧氧化化大大大大减减少少。所所以以，铁铁、低低碳碳钢钢、合金钢合金钢多用水雾化。多用水雾化。气体雾化易得球形粉，气

6、体雾化易得球形粉，水雾化得无规则粉水雾化得无规则粉水雾化法不适于活性很大的金属与合金、超合金等水雾化法不适于活性很大的金属与合金、超合金等D.气体或水的压力的影响气体或水的压力的影响 实践证明：气体压力或水的压力愈高，所得粉末愈细。实践证明：气体压力或水的压力愈高，所得粉末愈细。(2)金属液流金属液流A.金属液的表面张力和粘度的影响金属液的表面张力和粘度的影响 金属液的表面张力大、粘度高，粉末成球形的多，粉末粒度也较粗；金属金属液的表面张力大、粘度高，粉末成球形的多，粉末粒度也较粗；金属液的表面张力小、粘度低时，液滴易变形，所得粉末多呈不规则形状，粒液的表面张力小、粘度低时，液滴易变形，所得粉

7、末多呈不规则形状，粒度也减小。度也减小。从热力学观点看，液滴成球形是最容易的，因为表面目由能最小，故表面张从热力学观点看，液滴成球形是最容易的，因为表面目由能最小，故表面张力愈小，颗粒形状偏离球形的可能性愈大力愈小，颗粒形状偏离球形的可能性愈大温度和化学成分对液体金属的表面张力的影响温度和化学成分对液体金属的表面张力的影响所有金属，除铜、镉外，其表面张力都随温度升高而降低。所有金属，除铜、镉外，其表面张力都随温度升高而降低。氧、氮、碳、硫、磷等活性元素大大降低液金属的表面张力氧、氮、碳、硫、磷等活性元素大大降低液金属的表面张力。温温度和化学成分对液体金属粘度的影响度和化学成分对液体金属粘度的影

8、响金金属属液液流流的的粘粘度度随随温温度度升升高高而而减减小小；金金属属液液强强烈烈氧氧化化时时，粘粘度度大大大大提提高高，金金属中含有硅、铝等元素也使粘度增加；合金熔体的粘度随成分变化的规律是：属中含有硅、铝等元素也使粘度增加；合金熔体的粘度随成分变化的规律是：固态或液态下都互溶的二元合金固态或液态下都互溶的二元合金，其粘其粘度介于两种金属之间；液态合金在有度介于两种金属之间；液态合金在有稳定化合物存在的成分下粘度最大；共晶成分的液态合金粘度最小。稳定化合物存在的成分下粘度最大；共晶成分的液态合金粘度最小。B.金属液过热温度的影响金属液过热温度的影响在雾化压力和喷嘴相同时，金属液过热温度愈高

9、，细粉末多，愈容易得球形在雾化压力和喷嘴相同时，金属液过热温度愈高，细粉末多，愈容易得球形粉末。粉末。温度高的液滴冷凝过程长，表面张力收缩液滴表面的作用时间长，容易得温度高的液滴冷凝过程长，表面张力收缩液滴表面的作用时间长，容易得到球形粉末。到球形粉末。特别是水雾化时，增加过热温度，总是增加球状粉末特别是水雾化时，增加过热温度，总是增加球状粉末。生产上按金属与合金的熔点选择过热温度生产上按金属与合金的熔点选择过热温度低熔点金属（锡、铅、锌等低熔点金属（锡、铅、锌等)为为50一一100，铜合金为铜合金为100一一150，铁及合铁及合金钢为金钢为150250。C.金属液流直径的影响金属液流直径的影

10、响雾化压力及其他工艺参数不变时金属液流直径愈细，细粉末愈多。雾化压力及其他工艺参数不变时金属液流直径愈细，细粉末愈多。当其他条件相同时，金属液流直径愈小，单位时间内进入雾化区域的熔体量愈当其他条件相同时，金属液流直径愈小，单位时间内进入雾化区域的熔体量愈小。所以，对大多数金属和合金来说，减小金属液流直径，会增加细粉产出率。小。所以，对大多数金属和合金来说，减小金属液流直径，会增加细粉产出率。对某些合金例如铁铝合金，金属液流要有适当直径，过小时，细粉产出率反而对某些合金例如铁铝合金，金属液流要有适当直径，过小时，细粉产出率反而降低。降低。在雾化的氧化介质中，液滴表面形成了高熔点的氧化铝，氧化铝的

11、量随液流直在雾化的氧化介质中，液滴表面形成了高熔点的氧化铝，氧化铝的量随液流直径减小而增多，液流粘度增高，因而粗粉增多。径减小而增多，液流粘度增高，因而粗粉增多。金属金属液流直径太小还会引起：液流直径太小还会引起：降低雾化粉末生产率；降低雾化粉末生产率；容易堵塞漏嘴；容易堵塞漏嘴；使金属液流过冷，反而不易得到细粉末，或者难以得到使金属液流过冷，反而不易得到细粉末，或者难以得到球形粉末。球形粉末。4、雾化工雾化工艺艺二、离二、离心雾化法心雾化法利用机械旋转造成的离心力将金属液流击碎成细的液滴，然后冷却凝利用机械旋转造成的离心力将金属液流击碎成细的液滴，然后冷却凝结成粉末。结成粉末。离心雾化分为：

12、离心雾化分为：旋转圆盘雾化旋转圆盘雾化 旋旋转水流雾化转水流雾化 旋转电极雾化旋转电极雾化 旋转坩埚雾化旋转坩埚雾化1.旋转圆盘雾化旋转圆盘雾化这种方法可以喷制铁、钢等粉末。这种方法可以喷制铁、钢等粉末。从漏嘴流出的金属液流，被具有一定压力从漏嘴流出的金属液流，被具有一定压力的水引至转动的圆盘上，为园盘上特殊的的水引至转动的圆盘上，为园盘上特殊的叶片所击碎，并迅速冷却成粉末。叶片所击碎，并迅速冷却成粉末。通过改变圆盘的转数通过改变圆盘的转数(15003500转分转分)、叶片的形状和数目，可以调节粉末的粒度。叶片的形状和数目，可以调节粉末的粒度。2.旋转水流雾化旋转水流雾化通过高速旋转加通过高速

13、旋转加速速水流冲击雾化金属液水流冲击雾化金属液而制备而制备粉体的工艺。粉体的工艺。水从带有水从带有16个孔的转动的环形喷射器喷出，喷个孔的转动的环形喷射器喷出，喷射器的转动速度是射器的转动速度是6000转分，能保证很好雾转分，能保证很好雾化，细粉产出率较高。化，细粉产出率较高。从雾化室底部出来的粉末含有从雾化室底部出来的粉末含有10一一15的水分、的水分、经过旋转过滤器使含水率降到经过旋转过滤器使含水率降到35，干燥后，干燥后退火或还原退火或还原。3.旋转电极雾化旋转电极雾化雾化的金属和合金作为旋转自耗电极，通过雾化的金属和合金作为旋转自耗电极，通过固定的钨电极发生电弧使金属和合金熔化。固定的

14、钨电极发生电弧使金属和合金熔化。当自耗电极快速旋转时，离心力使熔化了的当自耗电极快速旋转时，离心力使熔化了的金属或合金碎成细滴状飞出。金属或合金碎成细滴状飞出。旋转电极转速每分钟旋转电极转速每分钟1000025000转，电流转，电流强度为强度为400800A。一般生产的粉末介于一般生产的粉末介于30500微米之间微米之间旋转电极雾化不受熔化坩埚及其他的污染，旋转电极雾化不受熔化坩埚及其他的污染，生产的粉末很纯，粉末形状一般为球形。生产的粉末很纯，粉末形状一般为球形。用于雾化无氧金属、难熔金属、铝合金、钛用于雾化无氧金属、难熔金属、铝合金、钛合金、不锈钢以及超合金等。合金、不锈钢以及超合金等。思

15、考思考题判断题：判断题：1 1、气体压力或水的压力愈高，所得粉末愈细（、气体压力或水的压力愈高，所得粉末愈细（）2、气体雾化易得球形粉，水雾化得无规则粉（、气体雾化易得球形粉，水雾化得无规则粉（）3 3、水雾化法不适于活性很大的金属与合金、超合金等、水雾化法不适于活性很大的金属与合金、超合金等（）4、金属液的表面张力大、粘度高，粉末成球形的多，粉末粒度也较粗（、金属液的表面张力大、粘度高，粉末成球形的多，粉末粒度也较粗（）5、金属液的表面张力小、粘度低时，液滴易变形，所得粉末多呈不规则形、金属液的表面张力小、粘度低时，液滴易变形，所得粉末多呈不规则形状，粒度也减小（状，粒度也减小（）THE ENDTHE END！